معرفی کوتاهی از زانتان گام:
صمغ زانتان یک بیوپلیمر است که از فعالیت باکتریایی Xanthomonas Campestris روی مواد قندی (گلوکز) به دست می‌آید. این پلیمر کاربرد گسترده‌ای در فناوری حفاری دارد و به عنوان ماده اصلی برای تنظیم استحکام و غلظت گل حفاری بدون خاک رس استفاده می‌شود.
صمغ زانتان در برابر نمک‌های حل‌شدنی (الکترولیت‌ها) مقاوم بوده و در آب شیرین و شور (تا اشباع کامل با نمک طعام) کارایی دارد. این ماده معمولا برای گل حفاری در حفاری و بازسازی چاه‌های نفت به میزان ۲ تا ۵ کیلوگرم در هر متر مکعب به کار می‌رود.
خواص زانتان گام در حفاری
صمغ زانتان پودری به رنگ سفید کرمی است که به راحتی در آب شیرین و آب دریا حل می شود.
محلول آبی این پلیمر دارای ویسکوزیته ظاهری (غلظت ظاهری) و استحکام ساختاری بالایی است و در شرایط جریان سریع، ویسکوزیته پلاستیکی (مقاومت در برابر تغییر شکل) پایینی دارد.
چگالی ظاهری 600-700 kg/m3 رطوبت max. 8% pH (محلول 1٪) 7-9
تست‌های آزمایشگاهی
محلول NaCl 4% با غلظت 2.86 [g/l]
سرعت [دور در دقیقه] حداقل مورد نیاز خواندن 600 75 130 300 50 90 200 45 77 100 35 55 6 15 19 3 12.5 15
حفاران (افرادی که کار حفاری انجام می‌دهند) زمانی که به تعلیق (حالت معلق بودن ذرات) بیشتری نیاز دارند، برای افزایش قدرت ژل و روان نگه داشتن جریان برگشتی (مواد خارج شده از چاه حفاری)، سراغ تقویت کننده‌های تعلیق می‌روند.
هر شرکت بنتونیت (نوعی رس که در حفاری کاربرد دارد) نام تجاری جذابی برای این تقویت کننده‌ها دارد، اما در اکثر موارد، آنها محصولاتی مبتنی بر صمغ زانتان هستند.
دیوتان و ولان مانند صمغ گوار غیر یونی هستند، در حالی که صمغ زانتان دارای بار آنیونی (منفی) است. برای حفاری به غیر از نفت و گاز، صمغ زانتان به عنوان مقرون به صرفه‌ترین و مناسب‌ترین کمک‌کننده تعلیق شناخته می‌شود.
در عملیات حفاری، صمغ زانتان به دلایل متعددی ماده‌ای عالی برای محل کار به شمار می‌رود:
-
مخلوط کردن آسان:
صمغ زانتان یک بیوپلیمر با قابلیت مخلوط شدن آسان است که برای کنترل رئولوژی (سیالیت) سیال حفاری به کار می‌رود.
-
تقویت‌کننده تعلیق:
این ماده برای افزایش استحکام ژل و بهبود خاصیت تعلیق طراحی شده است. همچنین به انتقال لاشه‌های حفاری معمولی و همچنین سنگریزه و قلوه سنگ‌های سنگین‌تر کمک می‌کند.
-
نگهداری دهانه چاه:
هدف ما همیشه باز نگه داشتن دهانه چاه و انتقال لاشه‌های حفاری به بیرون است.
جالب است بدانید که صمغ زانتان محصول جانبی باکتری‌هایی است که باعث پوسیدگی سبزیجاتی مانند گل کلم و کلم می‌شود و رنگ آنها را سیاه می‌کند.
Greg Plutko، از همکاران آزمایشگاه من، اضافه می‌کند: “این باکتری به طور طبیعی پلیمری از مولکول‌های قندی تکراری تولید می‌کند تا به چسبیدن کلنی به برگ و محافظت آن در برابر شسته شدن کمک کند.”
تاریخچه استفاده زانتان گام در حفاری:
در دهه ۱۹۵۰، یک محقق در وزارت کشاورزی ایالات متحده راهی برای تبدیل این ماده لزج طبیعی باکتریایی به ماده‌ای پیدا کرد که ما هر روز در غذا یا خانه خود استفاده می‌کنیم.
در سال ۱۹۶۸، زانتان برای استفاده در مواد غذایی در ایالات متحده و بسیاری از کشورهای دیگر تایید شد. سس سالاد، غلظت دهنده سس، ماست، محصولات پخته شده بدون گلوتن و بستنی تنها تعدادی از محصولاتی هستند که با زانتان بهتر می‌شوند.
علاوه بر اینکه به عنوان کمک‌کننده حفاری برای هر دو نوع حفاری نفت و غیرنفت کاربرد دارد، مصارف صنعتی دیگر آن شامل خمیر، چسب و جوهر است. صمغ زانتان آنقدر polyvalent (چند منظوره) است که در تعداد بسیار زیادی از محصولات وجود دارد که فهرست کردن همه آنها غیرممکن است.
کاربرد صمغ زانتان برای حفاری:
-
تعلیق (استحکام ژل):
صمغ زانتان باعث افزایش استحکام ژل شده و خاصیت تعلیق را در سیال حفاری بهبود می‌بخشد. این به انتقال لاشه‌های حفاری و همچنین تکه‌های سنگین‌تر کمک می‌کند.
-
بهبود فیلتراسیون:
بار آنیونی روی مولکول صمغ زانتان باعث بهبود فیلتراسیون (کاهش نفوذ مایع) می‌شود. این در حالی است که صمغ‌های غیر یونی مانند گوار باعث لخته شدن بنتونیت می‌شوند.
-
پراکندگی آسان:
صمغ زانتان به راحتی در سیال حفاری پخش می‌شود.
-
قابلیت کار در آب شور:
عملکرد صمغ زانتان در آب شور به دلیل زنجیره‌های جانبی کوتاه با سه مولکول قند است که از جمع شدن پلیمر در شرایط شور جلوگیری می‌کند. این ویژگی برای پلیمرهای آنیونی منحصر به فرد است و باعث برتری صمغ زانتان نسبت به سایر انواع پلی‌ساکاریدها می‌شود.
مشخصات فنی زانتان گام حفاری
آیتم شاخص اندازه ذرات، مش 40/60 مقدار pH (محلول 1٪) 6.0-8.0 سنجش رطوبت 13 Max. ویسکوزیته محلول 1% 1200 Min.
بسته‌بندی و مصرف:
اکثر تولیدکنندگان صمغ زانتان را به صورت پودر عرضه می‌کنند. این پودر در صورت نگهداری در سطل در بسته و خشک، ماندگاری بالایی دارد.
در محل کار، توصیه می‌شود برای جلوگیری از ایجاد توده و به حداقل رساندن ضایعات، به آرامی و با حداکثر برش از طریق قیف آن را اضافه کنید. دستورالعمل برند خود را مطالعه کنید، اما دوز استاندارد آن نیم تا یک پوند برای هر ۱۰۰ گالن سیال حفاری است.
سخن پایانی:
جهت خرید زانتان گام صنعتی که مورد کاربرد در حفاری است، با کارشناسان فروش شرکت بهبود شیمی در تماس باشید.
منابع:
- https://bdcinternational.com/products/xanthan-gum-d-en
- https://www.irooildrilling.com/products/xanthan-gum/
- https://www.thedriller.com/articles/91516-xanthan-gum-helpful-for-a-range-of-drilling-jobs
